나노입자 첨가를 통한 고투과성 역삼투 중공사막의 제조 및 특성평가

Abstract

본 연구는 기존 역삼투막의 낮은 수투과도 문제를 해결하기 위하여, 계면중합법에 나노입자를 도입하여 기존의 역삼투막의 성능을 개선하고자 하였다. 폴리설폰 중공사막의 외벽에 계면중합법을 이용하여 나노복합막(nanocomposite membrane)에 적용 가능한 폴리아미드 선택층을 형성하는 수용액 및 유기 용액 순환시간과 질소 퍼징 시간에 대한최적 조건을 도출한 후 trimesoyl chloride 유기용액에 ZnO, SiO2, ZrO2, GO 나노입자를 0.03~0.07 w/v% 농도 범위 내에첨가하여 박막 나노복합막(thin film nanocomposite (TFN) membrane)을 제조하였다. 제조된 TFN membrane에 대해서는유기 용액에 첨가되는 나노입자의 농도가 0.05 w/v%일 때 최적의 성능을 보였으며, 표면에서 안정적인 ridge-and-valley 구조를 나타내었다. 미세기공을 가진 SiO2 나노입자는 0.05 w/v% 농도를 첨가였을 때 가장 낮은 물 접촉각을 나타내어높은 친수성을 띄는 선택층으로 인해 상대적으로 높은 농도에서도 선택층 내부에 수로를 제공하여 최대 수투과도8.4 LMH/bar, NaCl 제거율 82.4%, MgSO4 제거율 96.6%를 나타내었다.